Caracterización y tipos de biodiversidad
El concepto de diversidad, privado de contexto, significa variedad, disparidad; conjunto o gama de cosas distintas. Aplicado en la ciencia de la biología, se acuña el término de diversidad biológica.
En 1992, durante la Cumbre de Río de Janeiro, en Brasil, la Convención sobre Diversidad Biológica de la Agenda XXI, definió el concepto de Diversidad Biológica como "La variabilidad de organismos de cualquier fuente, incluidos, entre otras cosas, los ecosistemas terrestres y marinos y otros ecosistemas acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la diversidad dentro de cada especie, entre especies y de los ecosistemas". Posteriormente, el término diversidad biológica se sintetizó en biodiversidad.
De la biodiversidad dependen muchos de los aspectos de nuestra vida. La producción de oxígeno atmosférico, la capacidad productiva de los suelos y la conservación del agua están íntimamente ligadas al mantenimiento de la diversidad biológica. La riqueza de genes, especies y ecosistemas es la fuente de una gran cantidad de productos fundamentales para el bienestar del ser humano tales como alimento, vestido y medicamentos; del mismo modo, la riqueza cultural de nuestro planeta está íntimamente ligada a la biodiversidad, enriqueciéndose mutuamente (ver figura 2.1.1).
Contenido
Niveles: Población, comunidad, regiones
Para los propósitos de éste texto, adoptaremos el concepto manejado por la CONABIO (Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad): "La biodiversidad se refiere a la composición, en número y proporción, de las formas vivas de la naturaleza". La biodiversidad involucra todos los tipos de variabilidad biológica, generándose tres niveles, originalmente propuestos por Ravinowitz en 1986: genético, de especies y de ecosistemas.
Partiendo del concepto anterior, podemos relacionarlo con los contenidos de nuestro Programa Indicativo, de la siguiente manera:
El primer nivel, la diversidad genética es la variación existente entre distintas versiones (alelos) de las unidades de herencia (genes) de los individuos de una especie (ver figura 2.1.2). Las diferencias heredables constituyen la materia prima sobre la cual las fuerzas evolutivas (por ejemplo, la selección natural o la deriva genética) han moldeado la variada complejidad de los seres vivos. La diversidad de especies es el número de especies diferentes que conviven en un área geográfica determinada. En ocasiones, la diversidad de especies se denomina también riqueza de especies cuando se hace referencia a un grupo o taxón particular, por ejemplo, se habla de la riqueza de especies de orquídeas o de la riqueza de vertebrados. Finalmente, la diversidad ecológica es la variedad de comunidades y ecosistemas que se presentan en determinadas áreas; incluyen a las especies que los componen, los papeles ecológicos que desempeñan (procesos e interacciones) y los cambios en la composición de especies de una región a otra.
La población y la diversidad genética.
Ya hemos definido a la población como un grupo de individuos de la misma especie que ocupan un área determinada y que realizan intercambio de genes mediante la reproducción. La población tiene ciertas propiedades emergentes (se recomienda ver la lectura de Niveles de Organización ecológica) como son la densidad, la natalidad y mortalidad, la estructura de edades y la proporción de sexos, entre otras. Ninguna de estas propiedades las tiene el individuo (que es el nivel de organización inmediato inferior), por lo que se dice que la población es mucho más que la suma de los individuos que la conforman.
Una importante característica de las poblaciones, principalmente las que cuentan con reproducción sexual, es su variabilidad. Esta diversidad genética de las especies es muy evidente para la mayoría de las personas; principalmente debido a la variabilidad de nuestra propia especie y a la de los animales domésticos. El caso de los perros y gatos en las zonas urbanas es muy evidente, pues si eres dueño de un gato negro, seguramente puedes reconocer al tuyo entre cien gatos negros. El caso de caballos, burros, aves de corral, ganado vacuno y ovino en las zonas rurales también son muy evidentes, pues puedes reconocer a tu caballo entre toda una manada. No obstante, bien sabemos que no toda la diversidad genética de una población es notable a simple vista; muchas características y capacidades permanecen relativamente ocultas, fuera de la vista. Por ejemplo, a simple vista, de entre 10 caballos muy parecidos, ¿cómo saber cuál es el más rápido? O entre 100 gallinas, ¿cómo saber cuál es la más ponedora? Esto solo podemos averiguarlo en la práctica.
La historia de la ciencia nos presenta varios casos clásicos del estudio de la genética de poblaciones. Por ejemplo, Dobzhanski en su libro “Genética del Proceso Evolutivo” de 1975, reporta un estudio realizado en la década de 1940 en el hongo parásito del trigo Puccinia graminis, subespecie tritici. En aquélla época, se conocían 189 razas de esta subespecie, que se pueden diferenciar en base a las variedades de trigo que parasitan, así como al tipo de daños que provocan en la planta. La tabla 1 presenta las frecuencias de porcentaje anual de las razas fisiológicas de este hongo.
Este es un interesante ejemplo que nos pone en claro dos cosas; la primera es que las diferencias entre cada variedad del hongo son de tipo genético, lo cual habla de la riqueza genética de la especie, pues podemos suponer que de una variedad de esporas que acceden a las plantas de la variedad en cuestión, solo alguna o algunas tienen la combinación genética apropiada para poder atacar a la planta. De aquí se genera la nueva variedad de hongo parásito, que tiene en su ADN codificadas las enzimas que le permitirán penetrar los tejidos y obtener alimento de la planta.
La segunda enseñanza que obtenemos del ejemplo, es acerca de la riqueza genética del trigo, que aunque cada variedad es producida por el hombre, la única fuente de diversidad de la especie es su propio acervo genético, lo cuál, obviamente también ocurre con el hongo. De hecho, la tabla refleja una guerra entre los productores de variedades de trigo y el hongo, pues en cuanto una variedad era muy parasitada se introducía una nueva.
Otro ejemplo clásico de diversidad genética, fue estudiado por Cunha en 1949. Cunha estudió la coloración del abdomen de la mosca Drosophila polymorpha, encontrando 6 fenotipos, de los cuales resultaron 3 patrones de coloración en machos y 3 en hembras; un par para los homocigotos dominantes, otro para los heterocigotos y el tercer par, para los homocigotos recesivos (ver figura 2.1.3)
Desde la primera parte del siglo pasado se sabe que las especies pueden presentar una variación geográfica. Un ejemplo muy conocido es el de la serpiente ratonera, Elaphe obsoleta, la cual en su distribución en los Estados Unidos puede presentar 6 subespecies, las cuales se interfecundan en las áreas de sobrelapamiento (donde coexisten dos o más subespecies) (ver figura 2.1.4).
Pero existe diversidad que solo podemos atestiguar por métodos bioquímicos; por ejemplo, Lewontin y Hubby, estudiaron la variación en la composición bioquímica de ocho enzimas de Drosophila pesudoobscura, encontrando una elevada diversidad, la mayoría de las cuales, no obstante, cumplían con su función catalizadora.
Un gigantesco e involuntario experimento acerca de la variabilidad genética en bacterias ha sido realizado por la especie humana, ya que desde la aplicación comercial de los antibióticos, hemos estado seleccionando bacterias cuya carga hereditaria les permite sobrevivir en presencia de algunas de estas sustancias. Por poner un solo ejemplo, un estudio en Inglaterra revela que la resistencia de Staphylococcus aureus a la penicilina G era de 10%; tras 6 años de aplicación, la resistencia se incrementó a 60% y en la actualidad ronda el 90% (La penicilina G fue el primer antibiótico puesto a la venta en la década de 1950, aunque fue descubierta por Alexander Fleming en 1928).
Así, la diversidad genética está determinada por la homogenidad o heterogeneidad de alelos. Desde luego que existe una diversidad de razones que llevan a esta heterogeneidad u homogeneidad genética: Procesos de alta inmigración para la heterogeneidad y de aislamiento reproductivo o de cuello de botella para la homogeneidad,
Desde el punto de vista de potencial evolutivo, es mas conveniente que la población posea una relativamente alta variabilidad genética; suficiente para tener capacidad de respuesta ante los cambios en el ambiente, pero no tan alta que tenga problemas de apareamiento y/o reproducción. Ejemplos interesantes lo constituyen las especies con mayor motilidad (la motilidad se refiere a la capacidad de movimiento) como insectos alados, aves y murciélagos.
Un estudio realizado simultáneamente en los Estados Unidos y México <ref> McCracken Gary F., McCracken Mary K., and Vawter A. Thomas; Genetic Structure in Migratory Populations of the Bat Tadarida brasiliensis mexicana; Journal of Mammalogy, Vol. 75, No. 2 (May, 1994), pp. 500-514, Published by: American Society of Mammalogists.[1] </ref> con el murciélago migratorio Tadarida brasiliensis mexicana arrojó como resultado una alta diversidad genética (ver figura 2.1.5). Se estudiaron hasta 38 loci polimórficos en ocho colonias durante el verano, que pasan en los Estados Unidos; y cuatro durante el invierno, que pasan en México, luego de viajar cientos de kilómetros. Se encontró una elevada riqueza genética, además de que no existe diferencia significativa en la frecuencia de los alelos estudiados para las 12 colonias. Los investigadores consideran que esta elevada heterogeneidad genética se mantiene gracias al frecuente intercambio de individuos entre las poblaciones de estos mamíferos voladores, que evita la endogamia y el aislamiento reproductivo.
El caso opuesto, con una poca variabilidad genética, puede presentar problemas de homocigocidad para alelos antiadaptativos en el ambiente local, e incluso para cualquier ambiente dentro de la distribución de la especie. Un caso estudiado es el de los leones del Ngorongoro (ver figura 2.1.4), que es una extensa llanura en el interior de un cráter en Tanzania, África. Dicho cráter es la caldera volcánica incólume más grande del mundo, con 9 a 12 kilómetros de ancho (no es totalmente circular), 670 metros de profundidad e incluye una laguna y un río. Durante cientos de años, la población de leones en el interior del cráter estuvo relativamente aislada, pero una multitud de factores han venido a acentuar esta situación de endogamia: en primer lugar, la poca inmigración que existía ha sido interrumpida debido a la colonización de las laderas externas del volcán por los Masai; en segundo lugar, en 1962 una plaga eliminó a 77 de los 87 leones que vivían en el cráter. La población se ha restablecido a partir de la endogamia de esos 10 sobrevivientes, aunque entre 1966 – 1968 hubo 7 inmigrantes y uno mas en 1993. Ni un solo inmigrante más desde entonces. Para empeorar las cosas, en la década de 1990 murieron más leones debido a algunos brotes de la enfermedad, probablemente por contacto con los perros de los Masai.
Debido a ello, actualmente todos los individuos son familiares. El resultado es una baja diversidad genética, una alta anormalidad espermática, elevada mortalidad de crías por malformaciones, así como un elevado porcentaje de individuos susceptibles a infecciones. Los investigadores están actualmente tratando de introducir leones de otras localidades que aporten un flujo genético fresco. En efecto, las autoridades del Tanzania National Parks, junto con el Prof. Craig Packer, están escogiendo cuidadosamente leones (principalmente hembras), de otras zonas externas al Ngorongoro para incrementar la variabilidad genética en la población local y evitar así su extinción.
Lo anterior nos lleva a concluir que la diversidad genética es importante, pero su resultado, el fenotipo o características apreciables de los individuos, es lo definitorio para los procesos evolutivos. Con esto, lo que queremos decir es que existen manifestaciones genéticas que permiten una mayor adaptación al ambiente reinante, pero también existen otras que pueden ser antiadaptativas o letales, así como neutras. De modo que la condición de homocigosis o heterocigosis por lo general no resulta de procesos aleatorios, sino que en muchos casos pasa por el tamiz de la selección natural.
Para redondear esta idea de la biodiversidad genética, debemos recordar dos cosas: La primera, es que la diversidad de todas las especies en cuanto a la aparición de alelos nuevos está determinada por las mutaciones, aunque la recombinación y el entrecruzamiento proveen de combinaciones nuevas de los alelos ya existentes en las especies con reproducción sexual.
La segunda, tiene que ver con el resultado de la diversidad genética, ya que la presencia de diversos alelos en cada gen, brinda a las especies una gran plasticidad, debido a que ante un ambiente discontinuo y cambiante, las poblaciones poseen diversas manifestaciones fenotípicas que pueden llegar a tener éxito en microambientes específicos. La conclusión es que la diversidad genética de las poblaciones les permite mayores posibilidades de persistir ante eventualidades ambientales.
La comunidad y la diversidad de especies
La definición más amplia de comunidad "es cualquier reunión de poblaciones en un área determinada o hábitat". Igual que las poblaciones, la comunidad tiene una serie de atributos que no son propios de cada especie particular y únicamente tienen sentido con referencia al nivel de organización de la comunidad. Tradicionalmente, se han mencionado cinco propiedades emergentes que son:
1. Diversidad de especies. Da respuesta a una de las primeras preguntas que surgen al estudiar la comunidad: ¿Qué especies de plantas y animales viven en ésta comunidad en particular? Esta lista de especies es una medida simple de la riqueza de especies, o diversidad de especies.
2. Forma de crecimiento y estructura. Podemos describir el tipo de comunidad mediante categorías mayores de formas de crecimiento: árboles, arbustos, hierbas y musgos. Más aún, podemos detallar las formas de crecimiento en categorías tales como árboles de hoja ancha y árboles con hojas en forma de aguja. Estas distintas formas de crecimiento determinan la estratificación, o capas verticales de la comunidad.
3. Dominancia. Podemos observar que no todas las especies en la comunidad son igualmente importantes al determinar su naturaleza. A pesar de los cientos de especies que puedan estar presentes en la comunidad, relativamente pocas ejercen una mayor influencia en su control, debido a su tamaño, cantidad o actividades. Las especies dominantes son aquéllas que tienen un gran éxito ecológico y que determinan en gran medida las condiciones bajo las cuáles las especies deben crecer.
4. Abundancia relativa. Es una medición de la proporción relativa de las diferentes especies en la comunidad.
5. Estructura trófica. Este punto responde a la pregunta ¿Quién se come a quién? Las relaciones de alimentación de las especies en la comunidad determinará el flujo de materia y energía desde los vegetales, a los herbívoros y a los carnívoros.
Los cinco atributos pueden presentar cambios temporales o espaciales y con frecuencia tales cambios son de tipo evolutivo, presentándose el proceso de sucesión, que implica el desarrollo de comunidades de gran estabilidad, denominadas comunidades clímax.
Los estudios de la comunidad difícilmente pueden ser muy completos; la gran dificultad para estudiar todas y cada una de las especies presentes, así como sus relaciones, hace que prácticamente todo estudio de la comunidad sea parcial.
Por ejemplo, un estudio de comunidad fue realizado por Vázquez Bárcena en la Sierra del Ajusco a finales de la década de 1970, en un amplio pastizal con jóvenes pinos de reforestaciòn, rodeado por un Bosque Aciculifolio (con hojas en forma de aguja). La composición florística del bosque incluye diversas especies de pino: Pinus montezumae, P. hartwegii, P. patula y P. radiata, así como ciprés (Cupressus sp.) y abeto (Abies religiosa).
En la zona de pastizal, predominan las gramíneas Mulhenbergia macroura y Stipha ictize, encontrándose además algunos arbustos de la familia de las compuestas como Bacharis glutinosa, así como algunas plantas anuales.
Entre la fauna, se encuentra una gran diversidad de insectos, reptiles como lagartijas del género Sceloporus, serpiente de cascabel enana (Sistrurus sp.) y zencoate (Pituophis depei) (ver figura 2.1.7). Entre las aves, se encontraron diversas canoras, corredoras, columbiformes y depredadoras: Dendrortyx barbatus, D. Macroura, Colinus virginianus, Pipilo torquatus, Vireo manus y Tyto alba.
Entre los mamíferos, se cita al lince (Lynx rufus), comadreja (Mustela frenata), zorrillo (Mephitis macroura), mapache (Procyon lotor), conejo castellano (Sylvilagus floridanus), conejo de los volcanes (Romerolagus diazi), así como diversos roedores.
El trabajo estuvo dirigido a estudiar la comunidad de roedores en el pastizal, de los que se registraron 5 especies: ratón de los volcanes (Neotomodon alstoni), metorito (Microtus mexicanus), ratón de campo (Peromyscus maniculatus), ratón orejudo (Reithrodontomys megalotis) y ratón casero (Mus musculus). Durante un muestreo en verano, se obtuvieron los datos de la tabla 2.
Desde un punto de vista estricto, se trata de una sola comunidad, puesto que todas las especies coinciden en tiempo y espacio; no obstante, por comodidad, los ecólogos pueden fácilmente referirse a tres comunidades: el bosque aciculifolio, la zona de pastizal y la comunidad de roedores (forma de crecimiento y estructura). La dominancia es clara en los tres casos: en el bosque las especies dominantes son los pinos; en el pastizal, Mulhenbergia macroura domina por su tamaño y abundancia; y en la comunidad de roedores las dos especies más dominantes son Microtus mexicanus y Neotomodon alstoni.
Finalmente, entre los depredadores encontramos al búho, al lince, la comadreja, la serpiente de cascabel, zencoate, lagartija y ocasionalmente zorrillo y mapache. Entre los herbívoros, tenemos al resto de las aves, así como los demás mamíferos (estructura trófica).
Como puede inferirse, variaciones relativamente pequeñas en la diversidad de especies, asì como en su abundancia, provocaría que la variaciones considerables en la comunidad. Se llega incluso al extremo (bastante cercano a la realidad), de afirmar que no existen dos comunidades idénticas.
Por otra parte, debemos recordar que la interacción de la comunidad con los factores abioticos de su ambiente, dan origen al ecosistema. Puesto que en la realidad estos dos grupos de factores (bioticos y abioticos) no pueden abstraerse uno del otro, podemos, para cuestiones prácticas considerarlos como sinónimos. De allí que en este texto igualemos la diversidad de comunidades con la diversidad de ecosistemas.
Las regiones y la diversidad de ecosistemas.
Debido a restricciones programáticas, algunos de los niveles de organización más elevados no se discutirán, pero la biosfera, uno de los más altos, se define como “la capa de la Tierra donde existen seres vivos”. Basta con considerar un poco la distribución de los seres vivientes sobre el planeta para deducir que tal capa no es homogénea. En efecto, si consideramos la corteza terrestre, tenemos que algunos organismos viven exactamente sobre la superficie; algunos permanecen en el aire, volando durante horas cada día; otros viven bajo la superficie, llegando a extremos impresionantes, como unas bacterias recién descubiertas (ver figura 2.1.8), que miden de 20 a 150 manómetros, lo que las convierte en los seres vivos más pequeños del planeta, y que viven a unos 5 Km. y medio bajo la superficie del suelo, soportando temperaturas de hasta 169 ºC. Debemos considerar además que la superficie continental no es plana, sino que es bastante irregular, encontrando elevaciones que, como en el caso del Everest llegan a alcanzar casi 9 Km. sobre el nivel del mar.
Por otra parte, si consideramos las masas acuáticas, tenemos que muchas especies viven en ella a profundidades variables. Algunos viven casi en la superficie; otros un poco por debajo; otros en aguas medias; unas más viven pegados al fondo, incluso en los más profundos abismos oceánicos a unos 11 Km. de profundidad; y algunos más viven enterrados bajo el fondo marino, como ciertas bacterias que viven hasta a 300 metros bajo el lecho marino, alimentándose de vidrio volcánico.
Estas consideraciones sobre la biosfera nos dan pauta para concluir que si tratamos de hacer generalizaciones sobre la biodiversidad en el planeta, lo primero que surge es que las especies se encuentran adaptadas a ciertas condiciones, y por lo tanto ninguna tiene una distribución planetaria. En efecto, ni el hombre y su fauna acompañante (perros, gatos, ratas, ratones, cucarachas, etc.), tienen una distribución que abarque toda la biosfera, pues no habitamos algunas regiones polares ni las profundidades marinas. Por lo tanto, para estudiar la distribución de la biodiversidad planetaria, lo primero que surge es la necesidad de dividir geográficamente el planeta en regiones. De aquí surgen las regiones o reinos biogeográficos que estudiaremos en el siguiente apartado.
Para su estudio biológico, los países de gran extensión territorial como Canadá o Estados Unidos deben subdividir aún más su territorio geográfico con base a las afinidades bióticas que se encuentren. A pesar de que México no es un país de los más grandes, tiene una geografía muy complicada que genera una alta diversidad biológica, lo que nos obliga a hacer divisiones más allá de los reinos biogeográficos, de modo que lo dividimos en regiones más pequeñas y homogéneas denominadas Provincias Bióticas.
Desde luego, también es válido razonar de manera inversa; es decir, a partir de los niveles de organización inferiores, tenemos las poblaciones, las comunidades, los ecosistemas y los biomas. Oram y sus colaboradores definen el bioma como “la comunidad ecológica caracterizada por las mismas formas de vida principales” (como el bosque tropical o la tundra). Puesto que el término región no es un concepto estrictamente biológico, ni forma parte de los niveles de organización, sino que depende más de una perspectiva humana, puede incluir aspectos sociopolíticos o puramente científicos que permitan hacer un estudio de los biomas de manera más local y especifica.
Tipos: Alfa, Beta y Gama.
A partir de estudios comparativos de biodiversidad, se ha propuesto diferenciar los distintos tipos posibles siguiendo una limitante espacial, resultando cuatro tipos: diversidad puntual, alfa, beta y gamma. La biodiversidad puntual mide las especies que se encuentran juntas en muestras muy pequeñas; la alfa mide la diversidad dentro de un mismo hábitat; la beta (entre hábitats) es el resultado de la comparación de la diversidad alfa encontrada en diferentes hábitats; y la diversidad gama se refiere a la encontrada entre regiones o paisajes muy amplios. De aquí surge el siguiente cuadro:
- Diversidad Intrahábitat:
- Diversidad Puntual. Especies que se encuentran juntas al tomar muestras muy pequeñas.
- Diversidad Alfa. Especies que se encuentran juntas en pequeños hábitats homogéneos.
- Diversidad entre hábitats:
- Diversidad Beta. Diversidad entre una variedad de hábitats.
- Diversidad Gamma. Diversidad regional que incluye reemplazamiento ecológico.
Así, tenemos que la diversidad alfa es definida como el número de especies distribuidas en una localidad; idealmente un área relativamente homogénea y delimitada. Por lo que también se puede decir que la diversidad alfa es una función de la cantidad de especies presentes en un mismo hábitat.
La diversidad beta cuantifica que tan diferentes (o similares) son los conjuntos de especies de diferentes localidades en una región. Por lo tanto, se refiere al recambio en la composición de especies al moverse de una localidad a otra y expresa la diversidad de hábitats en una región, así como la amplitud del nicho de las especies. Los estudios de la diversidad beta involucran generalmente gradientes ecológicos y/o ambientales, la diversidad beta es una medida del grado de partición del ambiente en parches o mosaicos biológicos, es decir mide la contigüidad de hábitats diferentes en el espacio. Mac Arthur (1965) a la diversidad alfa la denominó diversidad dentro del hábitat, mientras que a la diversidad beta la denominó diversidad entre hábitats.
La diversidad gamma se refiere a la totalidad de especies en una región geográfica discreta y para Whittaker es el resultado de la combinación de los niveles de diversidad alfa y beta y, más recientemente se expresa de la siguiente manera: Diversidad gamma = (diversidad alfa) (diversidad beta).
Por ejemplo supongamos que existen dos países con igual diversidad regional (gamma) de 10 especies. Si ambos están divididos en dos localidades y en el país (A) la diversidad gamma esta dada por la diversidad alfa, entonces la riqueza local es alta, pero no hay recambio de especies. Mientras que en el país (B), la diversidad alfa es baja, pero la diversidad gamma es alta debido al recambio de especies en las dos localidades.
Si aplicamos la fórmula anterior gamma=alpha X beta para conocer el valor de la diversidad beta en el ejemplo anterior, tendremos que: gamma =alpha / beta, por lo tanto en el país (A) tendremos que la diversidad gamma = 10/10 = 1, mientras que en el país (B) la diversidad gamma = 10/5 = 2
La Península de Yucatán puede servir para ejemplificar los tres niveles de diversidad y la relación existente entre ellos. La Península es un área geográficamente discreta y con una historia geológica independiente del resto del país, por lo que la totalidad de especies en ésta área geográfica será la diversidad gamma. Posee un gradiente ecológico y ambiental en el que se reconocen tres grandes tipos de hábitat que van desde selvas medianas perennifolias al sur, hasta selvas caducifolias al noroeste, pasando por una transición de bosque subperennifolio; aunque a pequeña escala es posible reconocer una mayor diversidad de hábitat como bosques bajos secundarios, sabanas y zonas de manglar. Este gradiente ecológico es la medida de la contigüidad de hábitats diferentes en el espacio y en el recambio de especies al movernos de una localidad a otra y, es a lo que se le conoce como diversidad beta. Cada tipo de hábitat existente en la Península es un área relativamente homogénea y delimitada y tiene un número definido de especies, por lo que esto representa la diversidad alfa.
En nuestro país los estados con menor diversidad alfa corresponden a Baja California norte y sur, ya que sus condiciones ecológicas y ambientales son muy homogéneas, mientras que la mayor diversidad alfa corresponde a los estados de Chiapas, Tabasco y Veracruz, que se encuentran en latitudes más cercanas al trópico y con mayor número de hábitats diferentes. La mayor diversidad beta se encuentra en el eje neovolcánico, en donde una mayor diversidad de ambientes y la confluencia de dos zonas biogeográficas permiten un mayor recambio de especies en un área relativamente reducida.
Para la conservación de la biodiversidad, uno de los factores más importantes a tomar en cuenta es la diversidad beta. En un país megadiverso como México, en el cual lo intrincado de su orografía, la diversidad de ecosistemas, y de climas favorece el encontrar un gradiente ecológico y ambiental muy notorio y por lo tanto una diversidad beta muy alta. Esto significa que la composición de especies puede cambiar radicalmente de una localidad a otra, dando origen al concepto de hot points, que representan lugares muy delimitados de alto interés de conservación ecológica. De lo anterior se deduce que una reserva establecida en un determinado lugar, no incluye a las especies de otras localidades y será necesario crear más áreas de reserva en hábitats diferentes para garantizar la conservación de las especies separadas por los gradientes ecológicos y ambientales.
Como una manera de apoyar el aprendizaje, a través del siguiente enlace puedes acceder a una serie de ejercicios sobre los tipos de biodiversidad:
Ejercicios tipos de Biodiversidad
Patrones: Taxonómicos, biogeográficos y ecológicos.
La urgente necesidad surgida a principios de los 90's de estudiar la biodiversidad y de salvaguardar el patrimonio biótico del planeta y sus espacios (países, regiones, localidades), llevó a la sociedad a replantearse el significado normal de las ramas de la biología tradicionalmente encargadas de atender estos asuntos. En efecto, hemos asistido a la reformulación del fenómeno evolutivo y de las tres ramas que se ocupan de interpretarlo; a saber, la Taxonomía, la biogeografía y la ecología.
Así, se ha logrado establecer que el estudio regional de la biodiversidad puede hacerse en base a patrones taxonómicos, biogeográficos y ecológicos, siendo graduales en el orden mencionado, ya que cada uno de ellos brinda cada vez información más específica. Por ejemplo, podemos hacer una lista de especies para todo el globo terráqueo; pero por la ubicación geográfica de un sitio específico, ésta lista se restringiría estrictamente a las especies de esa Región Biogeográfica en particular; asimismo, la lista de especies se restringe aún más cuando hablamos de un ecosistema específico. A continuación se discutirán cada uno de los tres patrones mencionados para estudiar a la biodiversidad.
Los patrones taxonómicos.- Un primer conjunto de patrones pueden detectarse de manera aespacial (carente de la dimensión espacial), es decir, circunscritos a la simple numerología de las especies por grupos de organismos y a sus relaciones entre ellos. A éstos podríamos denominarles patrones taxonómicos.
Así, por ejemplo, podríamos citar la riqueza mundial de especies para ciertos grupos taxonómicos como se presenta en la tabla 3; esto representaría el patrón de biodiversidad taxonómico para el mundo, pero del mismo modo podríamos hacerlo para un continente país, estado o región.
Los patrones ecológicos.- Recordemos que el término ecología proviene de los vocablos griegos oikos = casa y logos = estudio de; por lo que etimológicamente, “la ecología se refiere al estudio de los pobladores de la Tierra”, incluyendo a los cinco reinos. Otras definiciones útiles son “el estudio de la estructura y función de la naturaleza” y “la totalidad o tendencias de relaciones entre los organismos y el medio ambiente”
Una vez ubicados en la ecología, procederemos a hablar del ecosistema, que como debes recordar, se define como “el funcionamiento conjunto de la comunidad y el medio abiótico.” El ecosistema es la unidad de estudio de la ecología; tal estudio, si es integral debe enfocarse a conocer el flujo de la energía y la disponibilidad de materia, ya que la complejidad de un ecosistema dependerá, en principio, de la cantidad de energía que reciba y de la materia disponible para ser convertida en biomasa.
Los siguientes elementos a considerar son las poblaciones y la comunidad, así como las redes tróficas y los ciclos biogeoquímicos.
En la práctica, no siempre es fácil determinar los límites espaciales de un ecosistema. En el caso de un lago, los límites son muy evidentes, pero un bosque, un pastizal o un chaparral, tienen sus límites muy difusos. El término ecotono sirve para referirse a una zona de transición entre ecosistemas.
Al estudiar la biodiversidad desde un punto de vista ecológico, se encuentran ciertos patrones que obedecen a factores geográficos como la latitud y la altitud, así como a factores climáticos, orográficos e hidrológicos. Adicionalmente, los fenómenos de convergencia y paralelismo permiten encontrar paisajes relativamente parecidos en zonas geográficamente muy distantes por el nicho ecológico que ocupan sus formas vivientes. Por ejemplo, la sabana africana y la pampa sudamericana presentan organismos de especies diferentes, pero con nichos ecológicos similares. Lo mismo ocurre con las zonas alpinas, los bosques tropicales y templados, así como con los desiertos cálidos y fríos (ver figura 2.1.9).
Por otra parte, debemos mencionar que es necesario reconocer el concepto de hábitat como “el lugar específico donde puede vivir un organismo” (Odum, 1975); y todo espacio (terrestre o acuático), como un conjunto de hábitats. Por lo tanto, los patrones de diversidad se exploran, ya no solo en función del área de la especie (es decir su distribución geográfica), sino de su presencia o ausencia en los hábitats distinguidos en el espacio. En sentido estricto, los criterios que se requieren para definir un hábitat, son diferentes para, por ejemplo, los vertebrados o las especies de árboles, que para los insectos, las algas o los moluscos.
Los hábitats terrestres también son definidos de manera diferente a los acuáticos, y dentro de estos últimos habría que distinguir entre los de las aguas continentales y las marinas. Por ejemplo, mientras que en la porción terrestre para la casi totalidad de los organismos el espacio es de carácter bidimensional (exceptuando, desde luego, a las especies voladoras), en el medio acuático los organismos nadadores (nekton) se mueven en tres dimensiones. Asimismo, en el caso de la porción terrestre, existe una franca tendencia a reconocer en el clima y la vegetación, los dos criterios centrales para poder definir los grandes hábitats; mientras que en el ambiente acuático parecen ser los relacionados con el gradiente latitudinal, de profundidad y de disponibilidad de nutrientes (figura 2.1.10).
La dimensión ecológica de la biodiversidad no se restringe, por supuesto, a la sola búsqueda de patrones de relación con los hábitats, sino que existe también una perspectiva que está muy relacionada con el papel que juegan los conjuntos de organismos en el entramado del ecosistema. Por ejemplo, ¿cuál es el papel funcional de la biodiversidad en relación con la viabilidad y reproducción de los ecosistemas terrestres y acuáticos? La relación de la biodiversidad con el funcionamiento del ecosistema lo determina el tipo de organismos (con un énfasis en el papel de los microorganismos); la función de ciertas especies dominantes o claves, o grupos de éstas; el nivel de redundancia funcional de las especies; su papel en las cadenas tróficas, etc.
Los patrones biogeográficos.- El estudio de la biogeografía nos proporciona el segundo tipo de patrones de biodiversidad. Como su nombre lo indica, la biogeografía se encarga de estudiar la distribución de los seres vivos en el planeta. Para entender adecuadamente la importancia de ésta disciplina, es necesario tener en cuenta los procesos de dispersión de las especies, la influencia de los factores ambientales en los seres vivos y los conceptos de deriva continental y tectónica de placas. De éste modo, a diferencia de los patrones taxonómicos, los biogeográficos Sí toman en cuenta la dimensión espacial.
Los estudios de biogeografía han podido establecer zonas biogeográficas con base a su homogeneidad en cuanto a la flora y fauna que se presenta. Aunque existe cierta diversidad en cuanto a éstas zonas o reinos biogeográficos, nos referiremos aquí al sistema más conocido, que divide a la Tierra en siete reinos o regiones; a saber: Paleártico, Neártico, Etiópico, Neotropical, Oriental, Australiano y Oceánico (ver figura 2.1.11).
En cada uno de éstos reinos existen especies típicas. Por ser más conocidos, ejemplificaremos con los mamíferos. Existen en la actualidad 86 familias de mamíferos de las cuáles 3 son cosmopolitas (que tienen distribución casi planetaria); éstas son la familia Muridae (ratas y ratón casero), Leporidae (conejos y liebres) y Canidae (lobos y perros). La familia del hombre no se considera por razones obvias, ni los murciélagos (Orden Quiróptera), por ser mamíferos voladores con gran capacidad de dispersión y distribución cosmopolita. 30 familias más se presentan en dos o más regiones y 50 son endémicas (se presentan en una sola región o reino).
Región Paleártica. Esta región incluye la mayor parte del norte del viejo mundo, y es la más amplia de las regiones biogeográficas. Se encuentran dentro de ésta vasta área Europa, África del Norte, Parte de Asia (excepto la India y el sudeste de Asia), y el Cercano Oriente. El clima es principalmente templado y se presentan amplios bosques de coníferas. La Región Paleártica se encuentra separada de la Etiópica por desiertos; de la Región Oriental por los Himalayas; y de la Región Neártica por el Estrecho Behring. Presenta 2 familias endémicas: Spalacidae y Seleviniidae; sobresale de la primer familia la rata topo (Figura 2.1.12) y de la segunda el dzhalman, un pequeño roedor del desierto ruso.
Región Neártica. Esta región incluye casi todo el norte del Nuevo Mundo hasta la parte tropical de México. Dentro de ella, encontramos hábitats que van de semitropicales hasta tundra; por lo tanto, la fauna de mamíferos es igualmente diversa, presentando 4 familias endémicas, siendo las más sobresalientes Geomidae (tuzas), Heteromidae (rata canguro) y, Antilocapridae (antílope americano o berrendo) (Figura 2.1.13).
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Región Etiópica. Esta Región va desde Madagascar y África del Norte a los Montes Atlas, el Desierto del Sahara y el Sudeste de Arabia. Esta área estaba unida a la Región Paleártica por un puente de tierra ahora roto por el Canal de Suez al norte de Egipto. Aquí se encuentran representados desiertos, sabanas tropicales, bosques tropicales y de montaña, así como tundra alpina. Junto con la Región Neotropical, la Etiópica posee el más grande número de familias endémicas: 15; sobresalen los lémures, jirafas, aardvark (Figura 2.1.14) y tenrec. (familias Lemuridae, Jiraffidae, Orycteropodidae y Tenrecidae respectivamente).
Región Neotropical. Esta se caracteriza por presentar la mayor diversidad climática y biótica e incluye todo el Nuevo Mundo desde la zona tropical de México hacia el sur. Gran parte de ésta área es tropical o subtropical, y grandes zonas están cubiertas de bosque tropical siempre verde. En algunas partes de Sudamérica existen sabanas y pastizales. En las partes altas de los Andes existen bosques de montaña y tundra alpina. Con 17 familias endémicas, sobresalen el mono aullador, el oso hormiguero y el perezoso (Figura 2.1.15) (familias Cebidae, Myrmecophagidae y Bradypodidae).
Región Oriental. Dentro de ésta Región o Reino se incluyen la India, Indochina, el sudeste de China, Malasia, las Islas Filipinas y las islas de Indonesia al este de una línea imaginaria entre Borneo y Célebes, así como Java y Lombok. Esta área está dominada por climas tropicales, y antes de que el hombre desmontara para sembrar pastizales, estaba casi totalmente cubierta por bosques tropicales. La Región Oriental está parcialmente aislada de la Paleártica por desiertos al oeste y por los Himalayas al norte y noreste. Cuenta con 4 familias endémicas, sobresaliendo la musaraña arborícola y los társidos (ver figura 2.1.16) (familias Tupaiide y Tarsidae).
Región Australiana. Australia, Tasmania, Nueva Guinea, las Célebes, así como muchas pequeñas islas de Indonesia forman parte de ésta Región (no se incluyen Nueva Zelanda y el área del Pacífico). La parte norte del área, incluyendo Nueva Guinea y partes de la costa este de Australia, está cubiertas de bosque tropical, pero gran parte de Australia es sabana tropical o desierto. Algunos de los desiertos más áridos del mundo están en el interior de Australia. La Región Australiana es famosa por su inusual fauna de marsupiales. Presenta 8 familias endémicas; sobresalen los canguros, koalas, equidna y ornitorrinco (familias Macropodidae, Phalangeridae, Tachyglossidae y Ornithorhychidae, respectivamente) (ver figura 2.1.17).
Región oceánica. Todos los océanos del mundo constituyen esta Región; así como los habitantes de pequeñas islas oceánicas aisladas (usualmente murciélagos, así como ratas y ratones introducidos por el hombre). Incluye 13 familias endémicas, sobresalen: focas, morsas, ballenas y delfines (Familias Phocidae y Odobenidae para los dos primeros y Cetácea para los dos últimos) (ver figura 2.1.18).
Lectura: Niveles de organización ecológico
Referencias
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